Schutz vor Überspannungen 220 V für zu Hause, was die beste Wahl ist

Der Betrieb von Elektrogeräten, die an ein 220-Volt-Netz angeschlossen sind, ist auf diese Spannung mit einer Toleranz von maximal zehn Prozent ausgelegt. Bei Elektrogeräten sind sowohl Unterspannung als auch Überspannung gefährlich.

Im ersten Fall kommt es zum Ausfall von Halbleiterelementen und im zweiten zur Überhitzung von Motoren. Daher ist der Einsatz eines Schutzes gegen Überspannungen für das Haus einfach notwendig. Es gibt mehrere Lösungen, um den Schutz zu organisieren.

Schutzarten gegen Überspannungen

Spannungseinbrüche im elektrischen Netz entstehen durch den Einfluss verschiedener Faktoren. Zum Beispiel extern: Blitzschlag, Notfallsituationen auf Leitungen oder Ausrüstung von energieverbrauchenden Unternehmen. Sowie intern: Anschluss defekter oder besonders leistungsstarker Geräte, Verletzung der Integrität der Verkabelung.

Spannungsabfälle sind unterschiedlich. Für Sprünge durch Schaltlasten und Phasenunsymmetrie wird ein Gerätetyp verwendet, für ein gepulstes Signal, gemessen in Millisekunden, ein anderer. Es gibt drei Schutzvorrichtungen:

• Überwachungsrelais;
• Überspannungsschutzgeräte (SPD);
• Stabilisator.

Es versteht sich, dass Sie sich bei ständig vorhandenen Spannungsspitzen an das Energieversorgungsunternehmen wenden sollten, um die Parameter der Leitung zu messen und die Ursachen der Schwankungen zu beseitigen.

Spannungsüberwachungsrelais

Das Überwachungsrelais dient als Überspannungsschutzgerät. Das Funktionsprinzip des Geräts besteht darin, die Spannung auf der Leitung zu überwachen. Bei Abweichungen trennt das Gerät die Last vom Netz. In den meisten Fällen können Sie mit solchen Geräten die obere und untere Ansprechschwelle manuell einstellen. Die Verwendung des Gerätes ist in folgenden Fällen gerechtfertigt:

• es besteht die Möglichkeit eines Kurzschlusses in der Leitung;
• das Haus erhält Strom über lange Leitungen, wodurch die Spannung auf ein niedriges Niveau sinken kann;
• Starke Energiequellen sind in der Leitung enthalten, was zu Phasenungleichgewichten führt.

Funktionsprinzip und Parameter

Als Hauptfunkelement wird ein spezieller Mikroschaltkreis verwendet, der das Schalten der Kontakte des elektromagnetischen Relais steuert. Beim Einschalten des Geräts vergleicht die Mikroschaltung ständig die Eingangsspannung mit dem Referenzwert. Beim Überschreiten wird ein Signal an die Steuerkontakte des Relais gesendet und es öffnet die Leitung. Wenn der Wert der Eingangsspannung in den Betriebsbereich eintritt, zwingt der Controller das Relais, in die geschlossene Position zu schalten, elektrische Geräte beginnen zu arbeiten. Der Betriebsbereich des Spannungswächters reicht von 100 bis 400 Volt.

Die Hauptmerkmale des Relais sind die obere und untere Schwelle. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch folgende Parameter aus:

1. Leistung. Abhängig vom Gesamtspitzenleistungswert der am Gerät angeschlossenen Verbraucher. Es wird normalerweise 15-20 Prozent mehr als der berechnete Wert gewählt. Volt-Ampere (VA) Einheiten.
2. Installationsmethode. Je nach Art der Installation können sie in einer Abschirmung auf einer Hutschiene angeordnet, in eine Steckdose vor dem geschützten Gerät eingesteckt und als Stromverlängerungskabel ausgeführt werden.
3. Versorgungsspannung. Gibt die obere und untere Grenze an, bei der das Gerät betriebsbereit bleibt. Die Maßeinheit ist Volt, im Durchschnitt zwischen 50 und 400 Volt.
4. Anzahl der Phasen. Je nach Leitung sind sie einphasig und dreiphasig.
5. Anzeige und Zusatzfunktionen. Als Anzeigen dienen Bildschirme oder LEDs unterschiedlicher Qualität. Darüber hinaus können sie mit einer drahtlosen Steuermethode, einer Memory-Funktion für Notfallsituationen, einem akustischen Alarm, einer Steckdosenleiste ausgestattet werden.

Das Gehäuse des Gerätes besteht aus nicht brennbarem Material und muss der Schutzart IP40 entsprechen. Die bekanntesten Hersteller von Spannungsrelais sind: Zubr, V-Protector, Novatek-Electro, DigiTOP, ADECS.

Überspannungsschutzgeräte

Wird zum Schutz von Geräten verwendet. Bestehend aus austauschbarer Anzeige und Thermoschutz. Sie dienen zur Vermeidung von Überspannungen durch: Gewitter, Trafobetrieb, Kurzschluss. Durch Blitze verursachte Impulse erreichen Dutzende von Kilovolt mit einer Dauer von einer Hundertstel Mikrosekunde. Um solche Überspannungen zu verhindern, werden Hochgeschwindigkeitsgeräte wie SPDs benötigt.

Funktionsprinzip und Eigenschaften

Die Funktionsweise des Gerätes basiert auf der Verwendung eines Varistors mit nichtlinearer Strom-Spannungs-Kennlinie, dh auf einer Änderung seiner Leitfähigkeit. Die Produkte sind mit austauschbaren Varistormodulen mit Statusanzeigen ausgestattet, die den Verschleiß des Elements anzeigen.

Der Nachteil von SPDs besteht darin, dass sie nach einmaligem Auslösen einige Zeit benötigen, um in den Betriebszustand zurückzukehren. Dadurch wird verhindert, dass Geräte über einen kurzen Zeitraum gegen mehrfache Wiederholungen von Signalbursts geschützt sind. Zum Schutz werden drei Geräteklassen verwendet:

1. Klasse 1. Schützt vor direkten Blitzeinschlägen. Installiert am Eingang des Hauses. Sie zeichnen sich durch ein Pulssignal mit einer Wellenamplitude von 25–100 kA und einer Anstiegszeit von 350 µs aus.
2. Klasse 2. Schützt vor Überspannungen durch transiente Vorgänge in Stromnetzen. Die Charakteristik des gepulsten Signals entspricht einer Amplitude von 15–20 kA und einer Dauer von 20 μs. Sie haben in ihrer Zusammensetzung austauschbare Indikatoren. Allgemein gilt, dass Grün dem Betriebszustand entspricht und bei einem Wechsel in Orange ein Austausch erforderlich ist.
3. Klasse 3. Es wird für Häuser mit bereits vorhandenem Blitzschutzsystem sowie mit Luftversorgung von Stromleitungen verwendet. Sie werden in der Nähe des geschützten Betriebsmittels installiert und zeichnen sich durch Wellenparameter von 1,2 / 50 μs aus.

Bei gleichzeitiger Verwendung des Schutzes aller drei Stufen werden Anforderungen an die räumliche Entfernung der SPDs gestellt. Das Gerät der ersten Klasse befindet sich von der zweiten in einem Abstand von mindestens 15 Metern, zwischen den Geräten der zweiten und dritten Klasse sollte der Abstand fünf Meter betragen. Kann die erforderliche Länge nicht eingehalten werden, wird zusätzlich ein passendes Gerät in die Linie aufgenommen. Es handelt sich um eine aktiv-induktive Last, die dem Widerstand des Drahtes entspricht. Die Einhaltung dieser Anforderungen ermöglicht es den Schutzgeräten, korrekt auf Änderungen im Netzwerk zu reagieren. Verfügen überErsatzteile zeichnen sich durch folgende Parameter aus:

• Bemessungsbetriebsspannung. Dies ist die Spannung, für die sie unter normalen Betriebsbedingungen ausgelegt sind, in Volt (V).
• Reaktionszeit. Es charakterisiert die Reaktionsgeschwindigkeit auf einen Burst im Signalpegel, durchschnittlich 50 ns.
• Maximaler Entladestrom. Wird durch die Geräteklasse bestimmt.
• Arbeitstemperaturbereich. Es zeichnet sich durch die Temperatur aus, bei der der ordnungsgemäße Betrieb des Geräts gewährleistet ist, der Durchschnittswert liegt zwischen -40°C und +80°C.
• Spannungsschutzpegel, Maßeinheit ist Kilovolt (kV).
• Schutzklasse. Nicht niedriger als IP 20.
• Anzahl der Stangen. Erhältlich von eins bis vier.
• Installationsmethode. Konzipiert für DIN-Schienenmontage.

Die beliebtesten Hersteller sind: Schneider Electric, ABB, Saltek, Legrand, IEK.

Überspannungsschutz

Ein Spannungsstabilisator (Normalisator) wird verwendet, um eine stabile und qualitativ hochwertige Spannung im Netz aufrechtzuerhalten. Sein Zweck besteht darin, den Ausgang unabhängig vom Eingangspegel auf 220 Volt zu halten. Der Stabilisator verbessert nicht die Wellenform, korrigiert nicht die Sinuskurve, sondern korrigiert nur den Spannungswert. Es ist zu beachten, dass die Stabilisatoren, die eine Änderung der Sinuskurve des Eingangssignals aufgrund von konstruktionsbedingt ist der Anschluss von Geräten mit Elektromotoren nicht möglich, da dies zu deren Überhitzung.

Typen und ihre Parameter

Stabilisatoren werden mit Feineinstellung hergestellt, reagieren jedoch langsam auf Änderungen der Eingabe Signal (elektromechanisch) oder mit hoher Reaktionsgeschwindigkeit, aber mit Fehler beim Einstellen des Pegels Signal. Bevor Sie den optimalen Normalizer-Typ für sich selbst auswählen, müssen Sie den Signalpegel im Netzwerk messen. Die Messungen werden zu verschiedenen Tageszeiten während der Woche durchgeführt.

Damit wird der erforderliche Betriebsbereich bestimmt und wenn möglich ist zu untersuchen, wie schnell sich der Spannungswert ändert und welche Art des Stabilisators verwendet wird. Ändert sich der Wert langsam, ist der elektromechanische Typ optimal. Wenn es scharfe Einbrüche gibt, dann schrittweise. Das Funktionsprinzip wird unterschieden:

1. Relais. Die wichtigsten Funkelemente, aus denen dieser Gerätetyp besteht, sind ein Mehrwicklungstransformator und leistungsstarke Relais. Bei einer Abweichung der Netzspannung von der Nennspannung wird die Wicklung automatisch über ein Leistungsrelais geschaltet. Ein solcher Normalisierer zeichnet sich durch einen niedrigen Preis aus, sein Hauptnachteil ist jedoch die schrittweise Anpassung des Spannungswertes. In diesem Fall ist der Ausgang keine reine Sinuskurve mehr.
2. Servomotor. Ein anderer Name ist elektromechanisch. Die Arbeit verwendet einen Spartransformator und einen Motor, letzterer wird von einem Steuerungssystem gesteuert. Besitzt: niedriger Preis, sanfte Regulierung, kompakte Größe und reine Sinuswelle am Ausgang. Nachteile sind Rauschen und geringe Reaktionsgeschwindigkeit.
3. Wandler. Sie arbeiten auf Basis der Doppelwandlung, zuerst Wechselstrom in Gleichstrom und dann wieder in Wechselstrom. Die gesamte Steuerung erfolgt über einen Mikrocontroller. Sie arbeiten über einen weiten Eingangssignalbereich mit einer hohen Reaktionsgeschwindigkeit. Sie bieten Schutz vor Impulslärm, sind aber gleichzeitig die teuersten Geräte.
4. Triac. Das Funktionsprinzip ist das gleiche wie beim Relaistyp, jedoch werden anstelle von mechanischen Komponenten Halbleiter verwendet, die im Tastenmodus arbeiten. Sie zeichnen sich durch schnelles Ansprechverhalten und hohe Effizienz aus. Gleichzeitig sind sie völlig geräuschlos, aber komplex in ihren Schaltungslösungen.
5. Ferroresonant. Sie werden nicht für den Hausgebrauch verwendet, da sie schwer sind und einen hohen Geräuschpegel haben. Sie arbeiten auf dem Ferroresonanz-Effekt.

Bei der Herstellung von Stabilisatoren werden verschiedene Verfahren verwendet, um ein stabiles Signal am Ausgang des Geräts zu erreichen. Jeder Normalisierer ist verpflichtet, die Spannung bei Abweichungen im zulässigen Bereich zu halten. Ist die Abweichung größer, schaltet der Stabilisator ab und unterbricht die Stromzufuhr zum angeschlossenen Verbraucher. Normalisierer zeichnen sich durch folgende Parameter aus:

1. Maximale Eingangsspannung. Dies ist der maximale Signalpegel, der durch den Stabilisator auf 220 Volt reduziert wird.
2. Minimale Eingangsspannung. Dies ist der minimale Signalpegel, der vom Stabilisator auf 220 Volt angehoben wird.
3. Ausgangsspannung. Der Wert der maximalen Ausgangsspannung, die vom Stabilisator an die Last geliefert wird.
4. Volle Kraft. Die Spitzenleistung, die ein Gerät verarbeiten kann, wird in VA gemessen.
5. Anzeigetyp. Ein digitaler Bildschirm oder analoge Instrumente können verwendet werden.
6. Art der. Arbeitsprinzip.
7. Anzahl der Phasen. Je nach Art der Verkabelung gibt es zwei Arten: einphasig und dreiphasig.

Die bekanntesten Hersteller von Stabilisatoren sind: Mustek, Powercom, Defender, APC, Resanta.

Den besten Schutz wählen

Bei der Auswahl des besten Schutzes für ein Haus muss zunächst von der Art der Spannungsabfälle ausgegangen werden, die auf der Stromleitung auftreten können. Meistens werden zwei Geräte gleichzeitig verwendet. Am Eingang zum Armaturenbrett ist ein Steuerrelais installiert, und ein Stabilisator ist an teure Geräte angeschlossen. Es ist wichtig zu beachten, dass die Trennvorrichtung den Spannungsregler nicht vollständig ersetzen kann, sondern nur seine Funktionen ergänzt.

Der Hauptunterschied zum Stabilisator besteht darin, dass das Relais die Spannung nicht ausgleicht, sondern die unter seinem Schutz stehende Last nur sofort trennt. Beim Wohnen in Hochhäusern werden SPDs praktisch nicht verwendet, da zum Schutz vor Exposition Gewitter, Blitzableiter werden eingesetzt und der Blitzeinschlag in die Stromleitung wird praktisch auf. reduziert Null. Aber im privaten Bereich wird ein solches Gerät benötigt.

Es gibt einen anderen Gerätetyp - eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV). Oft wird sein Zweck mit einem Stabilisator verwechselt. Tatsächlich ist es aber kein vollwertiges Gerät zum Schutz vor Überspannungen, sondern schaltet erst bei Verlust in den Betriebsmodus aus eigenen Batterien. Das einzige, was es Geräte bei einem niedrigen Spannungswert im Netzwerk schützen kann, aber gleichzeitig ist seine Wellenform alles andere als sinusförmig.